【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钻头上的滚动元件的优化
技术介绍
在油气工业的井筒钻井中，可以将钻头安装在钻柱的端部上并且进行旋转以破碎地质地层。可以通过例如在地面位置处进行顶部驱动来转动整个钻柱而使钻头旋转，且/或可以使用井下设备，例如安装在钻柱内的泥浆马达，来使钻头旋转。当钻井时，将钻井流体泵送穿过所述钻柱并且从所述钻头排出以移除钻屑和岩屑。可以使用循环的钻井流体对泥浆马达(在存在于所述钻柱中的情况下)选择性地供应动力。一种常见类型的钻头是“固定切削齿”钻头，其中切削齿(还称为切削齿元件、切削元件或嵌件)在固定位置紧固到钻头主体。所述钻头主体可以由高强度材料形成，例如碳化钨、钢或复合材料/基体材料，并且所述切削齿可以包括由碳化物(例如，碳化钨)制成的基底或者支撑螺柱，以及由沉积到所述基底上或以其他方式结合到所述基底的多晶金刚石材料或多晶氮化硼材料制成的超硬切削表面层或“平台”。所述切削齿通常被称作多晶金刚石复合片(“PDC”)切削齿。一些切削齿沿着在钻头主体上界定的刀片的前缘战略性地定位，使得所述切削齿在钻井期间接合地层。在使用中，向切削齿施加高力，并且每个切削齿的...
【技术保护点】
1.一种配置钻头的滚动切削深度控制器(RDOCC)的方法，所述方法包括：/n选择钻头的钻头面上的所述RDOCC的第一滚动元件的位置和定向，所述第一滚动元件沿着其大体上圆柱形主体界定顶表面；/n建立与所述第一滚动元件的所述位置、所述定向和形状相关联的一组设计变量；/n使用所述设计变量计算沿着所述第一滚动元件的所述顶表面的多个控制点的临界切削深度；/n根据所计算的所述临界切削深度来识别沿着所述滚动元件的所述顶表面存在的若干接触区；/n针对所识别的所述接触区中的每一者确定接合区域和作用于所述滚动元件的操作力的相关联的力量值；/n根据所确定的所述力量值来断定作用于所述滚动元件的力矩...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种配置钻头的滚动切削深度控制器(RDOCC)的方法，所述方法包括：
选择钻头的钻头面上的所述RDOCC的第一滚动元件的位置和定向，所述第一滚动元件沿着其大体上圆柱形主体界定顶表面；
建立与所述第一滚动元件的所述位置、所述定向和形状相关联的一组设计变量；
使用所述设计变量计算沿着所述第一滚动元件的所述顶表面的多个控制点的临界切削深度；
根据所计算的所述临界切削深度来识别沿着所述滚动元件的所述顶表面存在的若干接触区；
针对所识别的所述接触区中的每一者确定接合区域和作用于所述滚动元件的操作力的相关联的力量值；
根据所确定的所述力量值来断定作用于所述滚动元件的力矩；以及
将所述力量值和所述力矩与预定限制进行比较。
2.根据权利要求1所述的方法，其中识别沿着所述滚动元件的所述滚动元件长度存在的所述若干接触区包括识别所述第一滚动元件的滚动中心的相对的横向侧上的至少两个不同的接触区。
3.根据权利要求2所述的方法，其中识别所述若干接触区包括识别至少三个不同的接触区。
4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：
识别沿着所述第一滚动元件的所述顶表面存在的包括不到三个不同的接触区的若干接触区；
改变所述设计变量中的至少一者以建立经过调整的一组设计变量；以及
使用所述经过调整的一组设计变量来重新计算沿着所述第一滚动元件的所述顶表面的所述多个控制点的所述临界切削深度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中改变所述设计变量中的至少一者包括改变界定所述钻头上的所述第一滚动元件的定向的所述第一滚动元件的经过调整的齿廓角和经过调整的角位置中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
决定所述力量值和所述力矩中的至少一者在所述预定限制之外；以及
改变所述设计变量中的至少一者以建立经过调整的一组设计变量。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
确定与所述钻头面上的固定切削齿的切削边缘相关联的多个交叉点，所述多个交叉点中的每一者具有与所述控制点中的一者基本上相同的径向位置；以及
基于在所述控制点与所述交叉点之间界定的位置上的差异来计算由所述控制点中的每一者提供给所述交叉点中的每一者的临界切削深度。
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括将所述控制点中的每一者的临界切削深度确定为由所述控制点中的每一者提供给所述交叉点中的每一者的所述切削深度中的最大值。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：
确定在至少第二滚动元件上界定的具有与所述交叉点中的一者基本上相同的径向位置的多个控制点中的每一者的临界切削深度；以及
将所述交叉点的所述径向位置处的钻头临界深度确定为所述第一滚动元件和所述第二滚动元件中的每...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·陈，R·W·阿弗里，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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